Автоматическая проверка клапанов позволяет быстро выявлять проблемы без применения оборудования для демонтажа
Пропорциональные интеллектуальные регулирующие клапаны играют важную роль в обрабатывающей промышленности. Однако точное определение производительности клапана может представлять собой сложную процедуру, для которой часто требуется значительное время простоя, а также вывод клапанов из эксплуатации.
Клапаны открываются и закрываются пропорционально, степень перемещения варьируется в зависимости от изменяемого сигнала от 4 до 20 мА, подаваемого на вход. Многие клапаны оснащены сигналом обратной связи, который показывает фактическое положение в процентах от полного открытия/закрытия. Этот выходной сигнал может представлять собой сигнал величиной от 4 до 20 мА или цифровую переменную HART, которая соответствует рабочему диапазону 0–100 % регулирующего клапана.
Другим ключевым показателем производительности клапана является давление, необходимое для перемещения клапана в требуемое положение. Например, можно запрограммировать клапан таким образом, чтобы при подаче сигнала 12 мА он был открыт на 50 %. Интеллектуальный электронный блок будет, по сути, являться интеллектуальным регулятором давления для увеличения или уменьшения давления, необходимого для перемещения элемента управления в нужное положение.
Использование изменяемого сигнала в мА с одновременным контролем выходного тока в мА или величины сигнала перемещения в процентах позволяет узнать, правильно ли работает регулирующий клапан в своем диапазоне. Аналогичным образом мониторинг и запись давления, подаваемого на конечный элемент управления, при изменении входного сигнала от 4 до 20 мА на клапане, является ключевым моментом для определения заедания клапана. Как правило, если клапан работает правильно, то соотношение между давлением и током в мА или положением клапана является линейным. Необходимость в дополнительном давлении часто может быть вызвана заеданием клапана, что будет отображено соответствующим образом на экране, если результаты измерений регистрируются и отображаются на графике. Запись этих сигналов позволяет документировать производительность клапана. Такую документированную проверку и результат часто называют «сигнатурой» клапана.
Как правило, клапаны оснащены простыми ручными индикаторами, которые позволяют приблизительно оценить процент хода для настройки во время работы. Тем не менее, этот индикатор не показывает, как будет работать клапан в динамических и изменяющихся условиях, и его точность не гарантируется.
Краткое описание типичного ожидаемого процесса работы клапана при подаче сигнала в миллиамперах:
- 3,8 мА — клапан должен быть надежно закрыт
- 4,0 мА — клапан должен оставаться закрытым
- 4,2 мА — клапан должен немного сместиться с седла
- 12 мА — клапан должен быть открыт на 50 %
- 19,8 мА — клапан должен быть почти полностью открыт
- 20,0 мА — клапан должен быть полностью открыт
- 20,2 мА — клапан должен находиться в определенно открытом положении (остановка в состоянии покоя)
Индикаторы на клапанах обеспечивают приблизительное измерение
«Индикатор на боковой стороне клапана может показывать 50 %, но откуда вы можете знать, что это не 51 % или 49 %? Вы не можете знать точно», — говорит Джим Шилдз, менеджер по продукции Fluke Process Tools. «Во многих процессах это может повлиять на ситуацию».
Для выполнения наиболее сложных проверок характеристик необходимо снять клапан и проверить его производительность на «тестере клапанов». Эти дорогостоящие и сложные контрольно-измерительные приборы, которые не могут себе позволить многие предприятия и заводы. Другие испытания можно проводить с помощью специальных измерительных приборов HART, однако их достаточно сложно установить и использовать.
В некоторых технических инструкциях говорится, что один технический специалист, работающий с помощником в течение всего рабочего дня, может точно проверить около восьми клапанов или примерно один клапан в час. В процедуру проверки входят следующие операции: снятие клапана ассистентом, передача клапана на стенд техническому специалисту, проведение необходимых проверок и выполнение ассистентом всех механических операций. Это означает, что для проверки одного клапана необходимо примерно два человеко-часа.
Автоматизация процесса тестирования
Недавно компания Fluke представила прибор для калибровки контура, который позволяет быстро проверять клапаны на предмет их должной работоспособности. Прибор экономит время и помогает избегать ненужного вывода исправных регулирующих клапанов из эксплуатации. Тестер петли тока Fluke 710 мА — это новейший представитель семейства приборов, разработанных для того, чтобы сделать рабочие процессы более доступными для технических специалистов любого уровня квалификации, при этом прибор обеспечивает выполнение всех функций стандартного прибора калибровки контура.
Тестер 710 позволяет выполнять несколько полностью автоматизированных проверок, в том числе проверку сигнатуры, которая позволяет легко оценить производительность пропорционального интеллектуального клапана. Эту проверку можно выполнить всего за пять минут. Проверка сигнатуры позволяет легко определить состояние клапана — хорошее, пограничное или неудовлетворительное.
«Таким образом, вначале можно поручить работу по проверке клапанов менее квалифицированному специалисту и затем определить, требуется ли помощь более квалифицированного специалиста», — говорит Шилдз. «Вам не надо снимать клапан, а ведь эта работа аналогична, например, снятию двигателя и требует очень много времени и сил».
После отключения проводов управления и подключения измерительных проводов тестера 710 функция проверки сигнатуры автоматически линейно изменяет сигнал от 4 до 20 и снова к 4 мА и записывает сигнал обратной связи от клапана, чтобы определить, правильно ли перемещается клапан. Кроме того, эта функция регистрирует давление, подаваемое на элемент управления клапана, от 4 до 20 мА и снова до 4 мА, обеспечивая плавное линейное изменение давления в рабочем диапазоне по возрастанию или по убыванию.
На экране будет показано состояние клапана — хорошее, пограничное или неудовлетворительное
«При профилировании давления, используемого для перемещения клапана, можно увидеть физические выбросы количества давления, необходимого для перемещения рабочего элемента через точку срабатывания, даже несмотря на то, что само положение может быть достаточно близко от необходимого места», — говорит Шилдз.
После завершения проверки вы получите оценку работы клапана — хорошая, пограничная, неудовлетворительная. Кроме того, тестер 710 будет записывать данные, которые можно загрузить в программное обеспечение для выполнения дальнейшего анализа.
«Когда техник освоит прибор и научится проводить проверки, он будет знать, требуется ли помощь дополнительного специалиста или нет», — говорит Шилдз.
Лучший метод: Номинальные значения и тенденции
Самый распространенный метод поддержания клапанов в хорошем состоянии — измерение номинальных значений характеристик клапанов в нормальном состоянии. Поскольку большинство клапанов используют входной сигнал от 4 до 20 мА, измерительный прибор с выходным сигналом в мА может выдавать входной сигнал в мА для управления регулирующим клапаном в пределах рабочего диапазона. Прибор 710 идеально подходит для этой методики.
В идеале, все записи должны регистрироваться при вводе клапана в эксплуатацию или после капитального ремонта. Технический специалист записывает «сигнатуру» клапана в идеальном состоянии, изображая график выходного тока в мА или процентного отношения сигнала в соответствующем диапазоне к подаваемому входному сигналу. Информация сохраняется вместе с временной отметкой, номером бирки клапана и датой выполнения проверки. Затем, для дальнейшего управления этой информацией можно использовать программное обеспечение для управления калибровкой.
После записи номинальных значений характеристик клапанов необходимо установить периодичность технического обслуживания для проверки производительности клапанов. Интервал зависит от интенсивности использования клапана по назначению. Некоторые устройства, установленные в системах безопасности и аварийного отключения, следует проверять каждые три месяца.
Когда необходимо снимать клапан
Если данные на графике показывают, что клапан выдает нелинейную сигнатуру или имеет отклонения, это может означать, что возникли проблемы, которые могут снизить производительность и срок службы. В этом случае может потребоваться снятие клапана для обслуживания. Показания тестера 710 о том, что клапан находится в «пограничном» или «неудовлетворительном» состоянии, также являются сигналом для того, чтобы выполнить регулировку контроллера клапана и (или) обратиться к специалисту, чтобы определить, нужна ли более тщательная проверка.
Хотите узнать больше?
Заполните короткую форму запроса на демонстрацию, и мы свяжемся с вами для организации персональной демонстрации от инженера компании Fluke. На вашем рабочем объекте будет проведена практическая демонстрация прибора, на которой основное внимание будет уделено необходимым вам измерениям. Вы увидите, насколько просто пользоваться нашими приборами, а также получите инструкции и рекомендации по эксплуатации прибора и его принадлежностей. Поэтому при покупке вы будете абсолютно уверены в том, что наш прибор полностью соответствует вашим требованиям и вы сможете максимально эффективно его использовать!